Вода влага как экологический фактор

Влажность как экологический фактор

Влажность как абиотический фактор среды

В наземных условиях влажность чаще других экологических факторов лимитирует рост и развитие организмов. Объясняется это тем, что вода играет большую роль в их жизни. Она является универсальным растворителем, средой для биохимических реакций в клетке. Молекулы воды могут непосредственно участвовать в реакциях как субстрат (гидролиз, фотосинтез). Являясь основным структурным компонентом клеток, вода обусловливает их тургор. У некоторых животных (круглые и кольчатые черви) она служит гидростатическим скелетом. Обладая высоким поверхностным натяжением, вода выполняет транспортную функцию (передвижение веществ) в организме. Благодаря высокой удельной теплоемкости, теплопроводности и теплоте парообразования вода обеспечивает поддержание теплового баланса в организме и предотвращает его перегрев. Она служит средой обитания для водных организмов.

Из курса географии вы уже знаете, как сильно различается увлажненность наземных местообитаний в разных географических зонах. Она зависит от годового количества осадков. Имеет значение распределение их по временам года, запас почвенной влаги и грунтовых вод.

Недостаточная или избыточная увлажненность среды — главная экологическая проблема наземных обитателей. Степень увлажненности среды влияет на внешний облик и внутреннее строение организмов. В связи с этим выделяют различные экологические группы растений и животных.

Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации

В наземной среде обеспеченность местообитаний водой и ее доступность весьма нестабильны. Выработка адаптаций к дефициту влаги — ведущее направление эволюции растений при освоении суши. По отношению к влаге принято делить все наземные растения на три экологические группы: гигрофиты, ксерофиты, мезофиты. Эти группы различаются между собой специфическими приспособлениями к водному режиму среды.

Гигрофиты (от греч. hygros — влажный, phyton — растение) — растения, живущие на сильно увлажненных почвах и при высокой влажности воздуха. Представителями гигрофитов являются: пушица, рис, тростник, калужница болотная, многие осоки, папирус и др. Они встречаются во всех климатических зонах.

Гигрофиты имеют приспособления для интенсивной транспирации. У них тонкие листовые пластинки с постоянно открытыми устьицами. У некоторых растений есть специфические водяные устьица. Через них вода выделяется в капельно-жидком состоянии.

У гигрофитов слабо развиты механическая ткань, кутикула и эпидермис. В мезофилле листьев имеются крупные межклетники. У некоторых видов в корнях и стеблях возможно наличие аэренхимы (от греч. aer — воздух, enchyma — ткань) — ткани, запасающей воздух (болотные гигрофиты). Слабо развита корневая система (корни тонкие, часто без корневых волосков). Гигрофиты не способны перенести даже небольшой недостаток влаги в почве и быстро увядают.

Ксерофиты (от греч. xerox — сухой, phyton — растение) — растения, приспособившиеся к жизни в засушливых местах (степи, пустыни, полупустыни, саванны, высокогорья). Они способны длительно выдерживать недостаточное увлажнение.

У ксерофитов приспособленность к сухим местообитаниям связана с ограничением затрат воды на транспирацию. У одних представителей она сопровождается активным добыванием воды при ее недостатке в почве. А у других — способностью запасать воду в тканях и органах на время засухи. В зависимости от типа адаптаций выделяют две формы ксерофитов — суккуленты и склерофиты.

Суккуленты (от лат. succulentus — сочный) — многолетние растения, способные запасать воду в своих тканях и органах, а затем экономно ее расходовать. В зависимости от того, в каких органах запасается вода, различают три типа суккулентов: листовые, стеблевые и корневые.

Листовые суккуленты накапливают воду в мясистых листьях. Из курса географии вы знаете, что листовые суккуленты встречаются в засушливых областях Центральной Америки (агава), Африки (алоэ). В наших широтах их можно встретить на сухих песчаных почвах (очиток, молодило). Стеблевые суккуленты имеют сильно развитые водозапасающие ткани в коре и сердцевине стебля. Они широко представлены в американских пустынях (кактусы) и засушливых областях Африки (молочаи). Корневые суккуленты запасают воду в тканях подземных частей растений. Растущее в Мексике невысокое дерево сейба мелколистная имеет на корнях вздутия диаметром до 30 см, в которых накапливается вода.

Суккуленты интенсивно всасывают воду поверхностными корнями и запасают ее в паренхиме вегетативных органов. Почвенная влага из глубоких слоев почвы для них недоступна. Эпидермис у этих растений покрыт мощной кутикулой. Часто имеется восковой налет или густое опушение. Немногочисленные устьица погруженного типа днем чаще всего закрыты. У стеблевых суккулентов листья редуцированы до колючек (кактусы). Функция фотосинтеза перешла к стеблю, который приобрел зеленый цвет.

Склерофиты (от греч. scleros — твердый) — растения со сниженной транспирацией и способностью активно добывать воду при ее недостатке в почве — полынь, саксаул, бодяк, ковыль, чертополох. Они не запасают влагу на период засухи, а добывают ее и экономно расходуют. Обитают склерофиты преимущественно в степях и пустынях, засушливых местообитаниях умеренной зоны.

Склерофиты имеют сухие жесткие листья и стебли, покрытые толстой кутикулой. Из-за сильного развития механических тканей при водном дефиците у них не наблюдается увядания. Они могут переносить глубокое обезвоживание и без заметного ущерба терять 25-75 % водного запаса (гигрофиты вянут при потере 1-2 % воды).

В силу высокого осмотического давления клеточного сока у склерофитов развивается большая сосущая сила, поэтому их называют «растениями-насосами». Корни склерофитов уходят глубоко в землю (у верблюжьей колючки длина главного корня достигает 15 м). Некоторые представители образуют разветвленную поверхностную корневую систему (степные злаки).

В периоды засух транспирация уменьшается за счет ряда морфологических адаптаций. Во-первых, у склерофитов мелкие, часто в виде игл или колючек, листья. Они имеют восковой налет или опушение и устьица погруженного типа. Во-вторых, клетки склерофитов способны удерживать воду благодаря высокой
вязкости цитоплазмы.

Мезофиты (от греч. mesos — средний) — растения, обитающие в условиях умеренного увлажнения. Они способны переносить кратковременный недостаток влаги. К ним относится большинство лиственных древесных растений. Мезофитами являются луговые и многие лесные травы, злаки, сорняки, почти все культурные растения умеренной зоны. Это наиболее распространенная экологическая группа растений.

По сравнению с гигрофитами и ксерофитами мезофиты имеют адаптивные признаки промежуточного характера. У них умеренно развита корневая система. На корнях имеются корневые волоски, в листьях — небольшое количество устьиц. В зависимости от обеспеченности влагой устьица могут в любое время открываться или за крываться.

В семенах у мезофитов, обитающих в степях и пустынях, содержится ингибитор (замедлитель) прорастания. Он вымывается лишь при количестве осадков, достаточном для вегетации. Такое приспособление предотвращает прорастание семян и гибель проростков в период засухи.

Адаптации животных к различному водному режиму

Сухопутные животные для восполнения потери воды вследствие выделения и испарения нуждаются в периодическом ее потреблении. В зависимости от водного режима у них выработались разные типы адаптаций: физиологические, морфологические и поведенческие.

К физиологическим адаптациям относятся особенности процессов жизнедеятельности, восполняющие дефицит влаги в организме. Например, млекопитающие пьют воду, земноводные поглощают ее кожными покровами. Мелкие животные пустынь (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) добывают воду, поедая растения с сочными побегами.

Есть животные, которые могут получать воду за счет окисления жиров (окисление 100 г жира дает 105 г воды). Поэтому обильные отложения жира — горб верблюда, курдюк овцы — служат своеобразными резервуарами химически связанной воды.

К морфологическим адаптациям относятся приспособления, задерживающие воду в теле животных. Насекомые и паукообразные имеют многослойную хитинизированную кутикулу. У пресмыкающихся есть роговой покров тела (роговые чешуи и пластинки). У наземных моллюсков — раковины. У птиц тело покрыто перьями, а у млекопитающих — шерстью.

Поведенческие адаптации заключаются в том, что большинство животных активны в поисках воды. Они периодически посещают места водопоя. Порой им приходится мигрировать на сухой период в районы с большей влажностью. Способность совершать далекие миграции к водопою характерна для антилоп, сайгаков, куланов. Некоторые животные в сухой период переходят на ночной образ жизни или впадают в летнюю спячку (суслики, сурки, черепахи).

Вода влияет на скорость обмена веществ, участвует в терморегуляции, выполняет транспортную функцию в организме. По отношению к увлажненности среды обитания выделяют экологические группы наземных растений: гигрофиты, ксерофиты (суккуленты, склерофиты), мезофиты. Животные для регуляции водного баланса выработали физиологические, морфологические и поведенческие адаптации.

Источник

Влажность как экологический фактор

Вода как основной компонент клеток, транспортное средство для переноса питательных веществ. Биохимические реакции в организмах. Условия повышенной влажности воздуха. Круговорот и его процесс непрерывного, взаимосвязанного перемещения воды на Земле.

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	статья
Язык	русский
Дата добавления	22.10.2014
Размер файла	13,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влажность как экологический фактор

Влажность является также одним из важнейших экологических факторов. Будучи самым распространенным веществом на Земле, вода играет важную роль для живых организмов, является необходимым условием жизни и ее количество может быть лимитирующим фактором окружающей среды. Вода является основным компонентом клеток, растворителем, транспортным средством для переноса питательных веществ, с ее участием происходят биохимические реакции в организмах. вода биохимический влажность

Как физическое тело вода имеет ряд аномальных свойств, что обусловлено ее молекулярным строением. Например, при замерзании вода не сжимается, как большинство жидкостей, а расширяется. Поэтому плотность льда меньше плотности воды (максимальная плотность воды при + 4 ° С) предупреждается промерзания водоемов до дна. Кроме того, вода имеет высокую диэлектрическую проницаемость, то есть високополярним растворителем, и высокую теплоемкость, поэтому является важным терморегулятором. Летом водоемы поглощают теплоту, в зимой отдают ее в окружающую среду. Поэтому в местностях, в которых расположены крупные водоемы, не бывает резких колебаний температуры зимой и летом, днем и ночью.

Поскольку вода является средой обитания для многих организмов, важны такие ее свойства как плотность, содержание растворенных газов, прозрачность, кислотность и т.п.. Содержание растворенного в воде кислорода может быть лимитирующим фактором и он зависит от ряда факторов, в частности температуры, давления, течения и т.д..

Особенно чувствительными к изменению влажности и количества воды являются растения. При необходимости в воде выделяют следующие экологические группы растений:

— гидратофиты, которые живут только в воде, они полностью или почти полностью погружены в воду. Без воды они быстро погибают; Гидрофиты есть наземно-водные растения, которые могут быть частично погружены в воду, например, растут на берегах водоемов, болотах и т.д.;

— гигрофиты есть наземные растения, которые могут существовать в условиях повышенной влажности воздуха и на влажных почвах;

— мезофиты, которые выдерживают непродолжительное и не очень сильную засуху. Эти растения довольно многочисленны и распространены;

— ксерофиты, которые могут переносить длительную засуху, находясь в активном состоянии благодаря способности регулировать водный обмен, например, растения пустынь и т.д..

Животные также чувствительны к количеству воды, которая находится в их организме. В организм животных вода поступает во время питья, с пищей и в результате обменных процессов, в частности в результате окисления жиров. В случае, когда воды в организм животных поступает меньше, чем тратится, он чувствует водный дефицит. Обезвоживание организма может быть причиной его гибели. Так что вода осуществляет не только непосредственное влияние на физиологию организмов, но и изменяет другие экологические факторы, такие, как температура, аэрация почвы, усвоения растениями элементов питания и т.п.. Кроме того, вода является средой жизни значительного количества организмов.

Воды в природе огромное количество. Совокупность всей воды называют водной средой или гидросферой Итак, гидросфера — это непрерывный водная оболочка Земли, которая является совокупностью океанов, морей, континентальных вод и ледовых слоев. Гидросфера, которая является одним из важнейших элементов окружающей среды, играет решающую роль во многих процессах, проходящих в природе. Воде принадлежит важная роль в истории развития нашей планеты, так как с ней связано зарождение и развитие живого вещества, и как следствие, и всей биосферы.

Если рассмотреть составные части гидросферы ,(То моря и океаны (Мировой океан) занимают около 71% земной поверхности, в них содержится 1,37 х 109 км3 воды, что составляет 94% всей гидросферы. Суммарная площадь всех континентальных водоемов составляет

3% площади всего материка. В континентальных ледниках накоплено

1,7% запасов гидросферы, а их площадь составляет около 10% площади континентов. Значительные количества воды, около (Ю-П) хЮ3 км3, является составной частью живых организмов, населяющих Землю.

Вода в природе находится в круговороте. Круговорот воды — это процесс непрерывного, взаимосвязанного перемещения воды на Земле, который проходит под воздействием солнечной энергии, силы тяжести, жизнедеятельности живых организмов и хозяйственной деятельности человека.

Под действием тепловой энергии Солнца с поверхности океана и континентов ежегодно испаряется

525х103 км3 воды, что соответствует 1030 мм атмосферных осадков в год. Часть воды возвращается в Мировой океан в виде атмосферных осадков, формируя звено малого круговорота воды в природе. Вторая часть воды в виде атмосферных осадков переносится воздушными массами на континенты, образуя звено большого круговорота воды в природе, где участвуют испарения с поверхности суши и атмосферные осадки, а также речной сток, частично возвращается в Мировой океан. Большой и малый круговороты воды в природе обеспечивают единство всей воды гидросферы.

Хотя различные части гидросферы связаны друг с другом процессами круговорота воды в природе, однако скорость их естественного возобновления неодинакова. Имеющиеся данные о различные части гидросферы, их водного баланса позволили вычислить активность водообмена, который проходит в процессе круговорота воды. Во активностью водообмена понимают скорость обновления отдельных водных ресурсов гидросферы. Она выражается количеством лет, которые необходимы для их полного обновления.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Свойства воды и ее роль в качестве экологического фактора. Аридные и гумидные условия. Водный баланс организмов. Вода как среда их обитания. Экология водных организмов. Характеристика редких водных животных, занесенных в Красную книгу Краснодарского края.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.07.2014

Изучение специфической среды (определенная пища, хищники, температура, соленость воды) к которой приспособлен каждый вид на Земле. Особенности света, как экологического фактора. Характеристика температуры и влажности, как важных экологических факторов.

контрольная работа [28,8 K], добавлен 19.07.2010

Вода в атмосфере, на поверхности и в глубине земли, ее физическое состояние: испарение, конденсация и экологическая очистка. Зависимость человека от круговорота воды и его влияние на этот процесс. Этапы стандартной очистки и дезинфекции сточных вод.

курсовая работа [5,7 M], добавлен 29.08.2014

Влажность как экологический фактор. Кислотные дожди: их причина и вредное влияние, последствия выпадений для водоёмов. Особо охраняемые природные территории. Государственные природные заповедники, примеры. Малый и большой круговорот воды в биосфере.

контрольная работа [827,4 K], добавлен 22.10.2012

Общее понятие про биосферу. Круговорот веществ, роль и место человека в биосфере. Основные группы организмов в круговороте веществ. Вода как важнейший фактор среды обитания. Загрязнение воды и его последствия. Значение почвы, ее состав и свойства.

реферат [18,0 K], добавлен 09.11.2010

Источник